螺杆出头多 酿成大事故(变电站1999年)

郑敬东
     1999年3月5日15时43分，西部某厂671变电站317号（手车式）油开关（上帽）爆炸，并且引起317号开关柜和相邻的2#泵、4#泵的开头柜着火，全厂6kV系统停电6h50min，构成一起重大动力事故。

     为了方便阅读，这里用工艺系统图表示设备之间的相互关系，见图1：

    

     图1发生事故的设备工艺运行示意图

     工艺运行说明：1#主变压器处于备用状态。110kV高压电流通过2#主变压器降压为6kV电流送到Ⅰ、Ⅱ段母线，供给各条线路用户。317号油开关与热电厂送电线路连接（如果执电厂没有电力输入，可以向热电厂送电力）。

    一、 事故经过

     根据运行值班室记录以及当事人写的有关材料，基本情况应该是这样的。在15时43分，主控制室警铃突然响起来，“光字牌”显示“6kV-Ⅰ、Ⅱ段母线接地”字样，绝缘监测表显示“6kV-A相接地”；同时，从高压室传出响声。值班员穿上绝缘鞋，戴上绝缘手套跑步过去打开高压室门，准备进入高压室查看。但是看见317号开关柜后面和柜缝发出强烈弧光，并且伴随着电弧烧损（如同电焊）的声音以及爆炸声音，于是，班长不准员工进入高压室。这时又听到主控制室喇叭响。值班员看见闪光装置动作，102、302号开关保护装置“跳闸”。于是，手动断开6kV母联300号油开关，恢复102、103号开关的控制把手，并且通知热电厂发电机解列（即停止向6kV系列供电）。16时，热电厂发电机解列。采取这些安全措施后，人们进入高压室救火。在室内，看见311号油开关处于合闸位置，就手动断开311号油开关。此时，2#泵和4#开关柜已经相继着火，而且火势越来越大。后来，其他人员和武警战士赶来，于17时10分把明火扑灭。

    二、 事故造成的损失

    1. 317号油开关爆炸，本体报废；317号开关柜和2、4号泵的开关柜也报废。

    　2. 311、313号“二次回路”部分烧毁；317号、2#与4#泵开关的“二次回路”全部烧毁。

    3. 317号电线电缆头烧毁；相关母排受损伤，瓷瓶爆炸。

    　4. 317号、2#与4#泵等3个开关的控制电缆烧毁。6kV系统停电6h50min。

    三、 事故原因分析

    　关于事故原因分析，最初，有许多人认同是因为小动物如老鼠、蛇进入317号开关柜，在其柜体角钢与开关A相（下端）接线板（铜板）之间、使两者连接形成短路，也就是造成A相单独接地（开关柜外壳是接地的），并且出现间歇性电弧，将角钢烧出孔洞和缺口，进一步使A相接线板熔断；大量电弧使铜板汽化，从而使A、B相短路，造成B相断路器上帽爆炸，断路器内部的油喷出，引起大火，事故扩大。

    　但是，在现场反复查找，也没有发现任何一点“小动物”的痕迹。而且，仔细分析开关柜构造可以看出，“小动物”根本就不可能“进入到柜体（铁）角钢与开关A相接线板（铜板）之间、使两者连接短路”。开关柜是封闭式的，手车式油开关推进开关柜后，门一关闭，只有上、下接线板处有空隙。但是，这些空隙是很小的，在通电状态“小动物”根本无法接触；或者说，当它接近时，必然遭到电击，根本就不可能“处在其柜体（铁）角钢与开关A相（下端）接线板（铜板）之间、使两者连接短咱，也就是造成A相单独接地，并且出现间歇性电弧，将角钢烧出孔洞和缺口，进一步使A相接线板熔断。”空间是什么原因呢？

    　还是来看看A相接线板与开关柜角钢之间短路烧损的情况吧。图2是打开柜门、从开关柜里向外面看的视图：

   


    　图2从开关柜里向外看的视觉图

    　现场实际情况是，在裸露的角钢部分，2个小箭头所指的角钢棱角处，被烧穿了2个孔，上面孔约为?8mm，下面孔约为?30mm；小绝缘板条下方那个螺栓被推压过去“焊”在了角钢侧面。接线板δ10mm×80mm铜板烧断。

    　能够“完成”这样“伟大”短接“任务”的，必须是一块金属体。

    　经过测量，油开关里面的油路断路器“上帽”的尺寸是140mm×130mm（不包括法兰部分）。其中B相油路断路器“上帽”爆炸后“不见”了的部分，3个方向都满足大于或等于130mm的“条件”。

    　可以肯定，就是“上帽”首先爆炸，然后，爆破后飞出去的部分卡在了角钢与铜板之间，“完成” 了短接“任务”。

    　　为什么“上帽”爆破后飞出去的部分能够被卡在了角钢与铜板之间？这是因为角钢上的那一个螺栓的螺杆（螺栓由螺杆和螺母组成）太长了，其尺寸是M6×40mm，2层绝缘板厚15mm，所以螺栓外露（40-15）＝25mm。如果螺杆符合一般要求，在螺母上紧后只露1～2扣（1～2mm）；或者，这个螺杆是反过来上的，在柜内只是留着螺杆的“六方头”部分（这样外露部分只有5～8mm），那么，“上帽”爆炸后扩大成大事故的可能性就非常小了。

    　“上帽”为什么会爆炸？这是个“普遍性”的问题，许多书或者文章都有过分析，本文不作分析。

    四、 事故教育及防范措施

    　1.该开关型号为SN-10，由于已经运行近30年，老化了，其“上帽”容易爆破损坏。一般地说，爆破之后重新换上备件并检修开关就可以恢复运行。为什么这次造成大事故？原因是，开关柜内部固定绝缘板条的M6螺杆太长，达40mm，伸出螺母约20mm，伸出板面约25mm。按一般规范，螺杆只能伸出螺母1～2扣约2mm。由于太长，爆破的上帽部分被其卡住了，使A相下部接线板（与热电厂输出线路相连因而带电）与开关柜角钢之间搭接、短路、形成“间歇性电弧”；由于爆炸，开关里面的油喷溅燃烧，烧燃绝缘材料及油漆，殃及相邻开关，扩大为大事故。

    　而观察其他开关柜，虽然还是长达40mm的螺杆，但是，是颠倒过来装的，在开关内部就不构成隐患。

    　2.装配或者检修工作需要一丝不苟，注意细节，否则就可能因为细小差错而导致大事故。螺栓连接的装配要合乎规范，一般地说，螺杆只能伸出螺母1～2扣，长了就可能成为隐患。

    　3.加强设备维修管理和技术更新，老化了的设备要及时更新，与时俱进，适应社会进步，保证设备“本质安全”。

    　4.加强设备维修人员的技术培训，培养一丝不苟的严细作风，进行规范化操作，每一个零件装配都要合乎要求。螺栓、螺母连接，容易被人疏忽，应予以特别的强调。

    　5.运行值班人员也要熟悉设备结构，对机械连接等基本知识、基本要求应该了解。设备检修之后、投入运行之前，应该参与详细检查，如果发现隐患，及时提出整改。

    　6.上述措施，都要在提高企业管理水平尤其是安全管理水平、提高人员综合素质的基础上得以实现。

    　 资料来源：《化工安全与环境2005.7》